CN102968738A

CN102968738A - 广告投放系统

Info

Publication number: CN102968738A
Application number: CN2012105201667A
Authority: CN
Inventors: 李卫军; 李同宇; 董肖莉
Original assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Current assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明提供了一种广告投放系统。该广告投放系统包括：图像采集装置，采集位于广告呈现装置前方预设范围内的图像；数据处理装置，与所述图像采集装置相连接，用于从所述图像采集装置采集的图像中提取广告呈现装置前方广告受众的身份类型信息，选择与该广告受众的身份类型信息相匹配的广告内容；以及广告呈现装置，与所述数据处理装置相连接，用于向广告受众呈现所述与广告受众身份类型信息相匹配的广告内容。本发明可以实现广告的精准投放。

Description

广告投放系统

技术领域

本发明涉及广告传媒领域，尤其是一种广告投放系统。

背景技术

广告在日常生活中具有至关重要的作用，它不仅能为投放者树立形象、传送信息，还能够引导广告受众购买并合理使用商品。广告是投放者与广告受众之间联系的纽带。广告只有提高目标受众和潜在受众的数量，才能够实现有效受众的增多。

无论是集中式投放、连续式投放，还是间歇式投放，广告都不能保证在播放时段内有效受众的增加，因为这种投放方式不属于有针对性的精准投放，目标受众和潜在受众的数量难以保证。投放对象发生错误，还会引发广告受众的反感情绪和抵制思想，这与广告投放的目的相悖。这样的广告不仅没有起到积极的作用，反而在浪费较大经济成本和时间成本的同时，损害了投放者自身的利益。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种广告投放系统，以实现针对广告受众的广告投放。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种广告投放系统。该广告投放系统包括：图像采集装置，采集位于广告呈现装置前方预设范围内的图像；数据处理装置，与所述图像采集装置相连接，用于从所述图像采集装置采集的图像中提取广告呈现装置前方广告受众的身份类型信息，选择与该广告受众的身份类型信息相匹配的广告内容；以及广告呈现装置，与所述数据处理装置相连接，用于向广告受众呈现所述与广告受众身份类型信息相匹配的广告内容。

(三)有益效果

本发明广告投放系统通过分析广告受众的性别和/或年龄等身份类型信息，并根据该信息选择与之相适应的类型广告，从而实现了广告的精准投放，具有重要的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为根据本发明实施例的提供的广告投放系统的结构示意图；

图2为图1所示广告投放系统中数据处理装置的结构示意图；

图3为图1所示广告投放系统中数据处理装置中人脸特征提取模块进行人脸特征提取的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种广告投放系统。如图1所示，该精准广告投放系统包括：图像采集装置，采集位于多媒体播放装置前方预设范围内的图像；数据处理装置，从所述图像采集装置采集的图像中提取多媒体播放装置前方广告受众的身份类型信息，选择与该广告受众的身份类型信息相匹配的广告；广告呈现装置，向广告受众呈现所述与其身份类型信息相匹配的广告。

以下分别对本发明广告投放系统中各个装置进行详细说明。

本实施例中，采用分辨率为640×480像素的摄像头作为图像采集装置。此外，该图像采集装置还可以为满足预设分辨率的照相机或摄像机。该预设分辨率需要保证数据处理组件能够从图像中采集出广告受众的身份类型信息。一般情况下，该分辨率需要大于120×90像素。优选地，该分辨率需要大于640×480像素。该图像采集装置采集图像的预设范围应当为能够观看或收听到广告内容的空间范围。

本实施例中，选用液晶显示器作为广告呈现装置。此外，该广告呈现装置还可以为其他类型的多媒体播放装置，或传统机械式的可转换展示图像的广告板。此处，“多媒体”不仅包括动态视频，还包括：声音和静态图像等。相对应地，该多媒体播放装置可以为：显示器、静态广告呈现系统或音频广播等。

本实施例中，数据处理装置从图像采集装置采集的图像中提取多媒体播放装置前方广告受众的身份类型信息，选择与该广告受众的身份类型信息相匹配的广告，如图2所示，其包括：图像预处理模块、空间判断模块、人脸特征提取模块、身份类型识别模块、广告存储模块和广告类别选择模块。其中：

图像预处理模块对数据采集装置采集的图像进行去噪、灰度变换、均衡化等图像处理。这些处理均是采用现有技术，此处不再进行详细描述。

空间判断模块对经过预处理后的图像采用多尺度眼模板匹配的人脸检测技术在接收到的图像中进行人脸检测，判断显示器前方是否存在广告受众。如果在图像中没有检测到人脸，则指示广告类别选择模块停止向显示器传送广告内容，或者选择一般广告进行播放，该一般性广告指各种年龄和性别的广告受众均可以接受的广告内容。如果在图像中检测到人脸，则进入特征提取模块。

特征提取模块在广告呈现装置前方存在广告受众时，从图像中提取广告受众的特征。本实施例中，特征提取模块包括：人脸特征识别模块、衣着特征识别模块或体态特征识别模块。以下将以人脸特征识别模块为例进行详细说明。

人脸特征识别模块在广告呈现装置前方存在广告受众时，对广告受众的人脸图像进行规整，并利用规整后的人脸图像提取人脸特征，如图3所示，其包括：人脸图像规整子模块、特征图谱获取子模块、分块子模块、编码子模块、直方图级联子模块和降维子模块。

人脸图像规整子模块，用于在图像中检测到人脸时，根据双眼定位算法，定位人眼，使人脸图像的左右眼距离及水平程度均与训练的人脸图像一致，将人脸图像归一化到A1×A2像素大小，本实例中A1＝A2＝40。

特征图谱获取子模块，对规整后的人脸图像f(x)_i进行p个尺度q个方向的Gabor特征图谱分析，得到p×q个Gabor幅值特征图谱

m＝p×q，本实例中p＝5，q＝8，i＝1000，Gabor为普通技术人员所熟知的Gabor运算。

分块子模块，对每张特征图谱分

块，本实例分3块，即k＝3，将每张特征图谱

分为三块：

{B 1}_{i}^{m} = G_{i}^{m} (1 : 20,1 : 20),

{B 2}_{i}^{m} =

G_{i}^{m} (1 : 20,21 : 40)

和

{B 3}_{i}^{m} = G_{i}^{m} (21 : 40,1 : 40) .

本实例中，m个Gabor幅值特征图谱共有40×3＝120块。

编码子模块，对各分块进行均匀的局部二值模式编码，统计该块的直方图特征

本实例中，

{h 1}_{i}^{m} = hist ({B 1}_{i}^{m}),

{h 2}_{i}^{m} = hist ({B 2}_{i}^{m})

和

{h 3}_{i}^{m} = hist ({B 3}_{i}^{m}),

其中，hist为普通技术人员所熟知的基于局部二值模式的图像编码后直方图统计运算。

直方图级联子模块，将m个Gabor幅值特征图谱相同位置的图像块的直方图特征级联起来，得到一幅图像的k个直方图级联特征Hk_i，本实例中，

和

一幅图像经过上述运算可以表征为k个向量的形式，本实例中，三个向量的数据维数为59×40＝2360维。

降维子模块，通过对i张人脸图像进行训练，对k个向量进行主成分分析方法降维至L1维，本实例选取L1＝423，降维后的向量用PHk_i表示，本实例中，PH1_i＝PCA(H1_i)，PH2_i＝PCA(H2_i)和PH3_i＝PCA(H3_i)；通过正交化的费舍尔线性判别方法，将三个向量降到L2维，本实例中，L2＝30，降维后的向量用LHk_i表示，本实例中，LH1_i＝FLD(PH1_i)，LH2_i＝FLD(PH2_i)和LH3_i＝FLD(PH3_i)。其中，PCA为普通技术人员所熟知的主成分分析运算。FLD为普通技术人员所熟知的费舍尔线性判别运算。

一幅图像f(x)_i经过Gabor特征图谱提取、分块、均匀局部二值模式编码，统计直方图并级联的运算，通过数据降维后，可最终表述为k个L2维向量，即实现了图像的人脸特征提取。

上述方案中，A1、A2、p、q、i、k、L1和L2均为变量，其他参数的值随这几个值的改变而改变，图像越大，Gabor运算中尺度和方向提取越多，分块越多，降维的维数越多，整体运算就越复杂，合理的参数设定会提高识别效率。对于本实施例中涉及的各参数，本领域技术人员均可以根据自身的专业知识进行合理设定，此处不再详细描述。

身份类型识别模块利用所述人脸特征，分别由训练后的性别识别模型和/或年龄识别模型判断广告受众的性别和/或年龄信息。人脸图像的性别信息包含男和女两个状态。年龄信息包含儿童、中青年和老年三个状态。计算机将人脸图像的性别信息，分别用二进制代码表示：男-1；女-0，将年龄信息分别用二进制代码表示：儿童-00；中青年-01；老年-10。

性别识别模型训练数据为人脸图像降维后的3个级联编码LH1_i，LH2_i和LH3_i，分别采用K临近值模型或支持向量机模型进行识别，本实例K＝9，待识别图像的三个级联向量的三个识别结果进行投票，少数服从多数的原则判断性别。

年龄识别模型训练数据为人脸图像降维后的3个级联编码再次级联，一幅人脸图像描述为一个级联编码LH_i＝LH1_i+LH2_i+LH3_i，采用K临近值(或支持向量机)模型进行年龄估计，本实例K＝9，待识别图像的一个级联向量的识别结果即为年龄估计结果。

本实例的训练集是摄像头获取的500张男性人脸图像和500张女性人脸图像。500张男性人脸图像包含200儿童男性人脸图像、200张中青年男性人脸图像和100张老年人脸图像。500张女性人脸图像包含200张儿童女性人脸图像、200张中青年女性人脸图像和100张老年女性人脸图像。测试集是摄像头获取的儿童男性、儿童女性、中青年男性、中青年女性、老年男性和老年女性的人脸图像各100张。训练集和测试集互相独立，测试图片不参与训练，每个人均有一张图像，形成单样本训练集和单样本测试集。通过holdout交叉验证方法进行训练。

以上用人脸特征识别模块为例进行了详细说明。此外，本发明还可以采取衣着特征识别模块或体态特征识别模块对广告受众进行判别，例如：

衣着特征识别模块通过所获图像对广告受众的着装进行分类，选取能够充分表示着装的语义属性和视觉属性，例如：颜色特征、纹理特征和形状特征等，进行量化分析，并能依据量化分析结果判断广告受众的性别和/或年龄信息。衣着特征较为复杂，分类系统的设计更加侧重于统计学习理论，支持向量机能更好地适应该分类系统。

体态特征识别模块通过广告受众在图像中的位置/比例关系，判断广告受众的身高或肩宽比例，对静态图像或动态图像序列进行分析，依据先验知识对成人和儿童进行分类。

该衣着特这识别模块和体态特征识别模块的构成和工作原理与人脸特征识别模块大体类似，此处不再详细说明。

广告存储模块用于存储不同广告受众所对应的不同分类的广告信息。该广告存储模块可以是真实的位于本地的存储装置，也可以处于云端的服务器。

广告类别选择模块利用身份类型识别模块所识别的广告受众的身份类型信息，选择其相对应的广告类别：如果广告受众只有一人，则选择目标受众与当前受众的身份类型信息相匹配的广告；如果广告受众为多人，则选择目标受众与当前受众当中大多数人的身份类型信息相匹配的广告；如果广告受众为多人，且其中没有哪一种类型的受众人数占主要多数，则选择一般性广告，或者任意方式选择广告。

广告类别选择模块在选择目标受众与当前受众的身份类型信息相匹配的广告时，年龄信息在高位，性别信息在低位。广告类别选择模块可以采用二维表、标签或播放列表等形式，本实施例中采用二维表的形式，如表1所示：

表1广告类别选择模块中身份类型信息与广告类型关系对照表

至此，本实施例广告投放系统介绍完毕。此外，还需要说明的是，本实施例以性别和年龄为身份类型信息为例进行了说明，本领域技术人员应当明白，也可以单独以性别或年龄为身份类型信息进行实施，其实现方法与本实施例类似，此处不再详细说明。

本发明广告投放系统，将广告受众细分，分析广告受众的性别和/或年龄等身份类型信息，并根据该信息选择与之相适应的类型广告，通过多媒体播放部件进行投放，从而实现了广告的精准投放，具有重要的经济价值和社会价值。

需要说明的是，上述对各元件的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构或形状，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换，例如：

(1)可以用网络平台来代替多媒体播放部件作为广告呈现装置，广告播放以网页的多媒体或网页文字的形式出现。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种广告投放系统，其特征在于，包括：

图像采集装置，采集位于广告呈现装置前方预设范围内的图像；

数据处理装置，与所述图像采集装置相连接，用于从所述图像采集装置采集的图像中提取广告呈现装置前方广告受众的身份类型信息，选择与该广告受众的身份类型信息相匹配的广告内容；以及

广告呈现装置，与所述数据处理装置相连接，用于向广告受众呈现所述与广告受众身份类型信息相匹配的广告内容。

2.根据权利要求1所述的广告投放系统，其特征在于，所述数据处理装置包括：

特征提取模块，用于在广告呈现装置前方存在广告受众时，从所述图像采集装置采集的图像中提取广告受众的身份类型特征；

身份类型识别模块，用于利用所述身份类型特征，分别由训练后的性别识别模型和/或年龄识别模型，判断广告受众的性别和/或年龄信息；

广告存储模块，用于存储不同性别和/或年龄的广告受众所对应的不同分类的广告内容；以及

广告类别选择模块，用于利用特征提取模块所识别的广告受众的性别和/或年龄信息，将广告存储模块中相匹配的广告内容提供至广告呈现装置。

3.根据权利要求2所述的广告投放系统，其特征在于，所述特征提取模块为人脸特征识别模块；

该人脸特征识别模块，用于在广告呈现装置前方出现广告受众时，对广告受众的人脸图像进行规整，并利用规整后的人脸图像提取人脸特征；

所述身份类型识别模块，用于利用所述人脸特征，分别由训练后的性别识别模型和/或年龄识别模型判断广告受众的性别和/或年龄信息。

4.根据权利要求3所述的广告投放系统，其特征在于，所述人脸特征提取与识别模块可以包括：

人脸图像规整子模块，用于根据双眼定位算法，定位人眼，使人脸图像的左右眼距离及水平程度与训练的人脸图像一致；

特征图谱获取子模块，对规整后的人脸图像进行Gabor特征图谱分析；

分块子模块，对进行Gabor特征图谱分析后获取的每张特征图谱进行分块；

编码子模块，对各分块进行均匀的局部二值模式编码，统计该块的直方图特征；

直方图级联子模块，将Gabor幅值特征图谱相同位置的图像块的直方图特征级联起来，得到一幅图像的三个直方图级联特征；以及

降维子模块，对三个向量进行主成分分析或/和费舍尔线性判别分析方法降维，从而实现图像的人脸特征提取。

5.根据权利要求4所述的广告投放系统，其特征在于，所述性别识别模型和年龄识别模型为K临近值模型或支持向量机模型。

6.根据权利要求2所述的广告投放系统，其特征在于：所述特征提取模块为衣着特征识别模块；

该衣着特征识别模块，用于在广告呈现装置前方存在广告受众时，提取广告受众衣着特征，该衣着特征包括：穿着衣物的颜色特征、纹理特征和/或形状特征；

所述身份类型识别模块，用于利用所述衣着特征，分别由训练后的性别识别模型和/或年龄识别模型判断广告受众的性别和/或年龄信息。

7.根据权利要求2所述的广告投放系统，其特征在于，所述特征提取模块为体态特征识别模块；

该体态特征识别模块，用于在广告呈现装置前方存在广告受众时，提取广告受众的体态特征，该体态特征为广告受众的身高或肩宽比例；

所述身份类型识别模块，用于利用所述体态特征，分别由训练后的性别识别模型和/或年龄识别模型判断广告受众的性别和/或年龄信息。

8.根据权利要求2所述的广告投放系统，其特征在于：

所述数据处理装置还包括：图像预处理模块，用于对数据采集装置采集的图像进行去噪、灰度变换、均衡化的预处理；以及

所述特征提取模块，用于从预处理后的图像中提取广告受众的身份类型特征。

9.根据权利要求8所述的广告投放系统，其特征在于：

所述数据处理装置还包括：空间判断模块，用于依据预处理后的图像，判断广告呈现装置前方是否存在广告受众，如果不存在广告受众，则发送无广告受众的信息；以及

所述广告类别选择模块，用于接收到空间判断模块发送的无广告受众的信息后，停止提供广告内容或提供一般性广告内容至广告呈现装置。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的广告投放系统，其特征在于，所述广告存储装置为位于本地的存储装置或通过网络访问远程存储装置。

11.根据权利要求2至9中任一项所述的广告投放系统，其特征在于：

所述广告类别选择模块，用于采用二维表、标签或播放列表，将广告存储模块中与广告受众的性别和/或年龄信息相匹配的广告内容提供至广告呈现装置。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的广告投放系统，其特征在于：

所述图像采集装置的图像分辨率大于120×90像素；

所述广告呈现装置为多媒体播放装置或网络平台，所述广告内容为动态视频、静态图像、声音或网页。